DE19512593A1 - Method and device for cooling foundry sand - Google Patents
Method and device for cooling foundry sandInfo
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Description
Bei der Herstellung von Teilen aus Gußeisen werden die Modelle der Gußteile unter hohem Druck in Sandformen abgeformt und in die Hohlräume flüssiges Eisen gegossen. Nach dem Erstarren des Eisens werden die Gußteile der Form entnommen und der Formsand aufbereitet und erneut zur Formherstellung verwendet. Durch die Berührung mit dem flüssigen Metall hat sich der Formsand örtlich sehr stark erhitzt, so daß vor der Wiederverwendung eine Kühlung unerläßlich ist.In the production of parts from cast iron, the models of the cast parts molded under high pressure in sand molds and liquid iron in the cavities poured. After the iron solidifies, the castings become the mold removed and the molding sand processed and again for mold production used. By contact with the liquid metal, the molding sand has become locally heated very strongly, so that cooling before reuse is indispensable.
Es sind verschiedene Methoden der Altsandkühlung bekannt.Various methods of cooling used sand are known.
Zu den gebräuchlichsten Verfahren gehört das Auflockern und Durchströmen des Sandes mit Luft. Hierzu sind äußerst großflächige Geräte mit sehr großem Luftdurchsatz erforderlich, um die recht ungleichmäßig erhitzten Sandpartien auf eine brauchbare Temperatur abzukühlen. Die erhitzte Kühlluft ist von Staub durchsetzt und muß in voluminösen Entstaubungsanlagen gereinigt werden. Hoher Platz- und Energiebedarf bei ungleichmäßiger Abkühlung sind die Nachteile dieses Verfahrens.The most common methods include loosening up and flowing through the Sand with air. For this purpose there are extremely large devices with a very large one Air flow required to the rather unevenly heated sections of sand cool a usable temperature. The heated cooling air is dusty interspersed and must be cleaned in voluminous dedusting systems. Higher The disadvantages of this are space and energy requirements with uneven cooling Procedure.
In der OS 30 06 552 wird eine Kühleinrichtung beschrieben, bei der 2 Behälter abwechselnd mit angefeuchtetem heißen Altsand befüllt und unter Vacuum gesetzt werden. Die Feuchtigkeit des Sandes verdampft und entzieht dem Sand die Verdampfungswärme. Nachteilig an diesem Verfahren ist die Tatsache, daß der intermittierende Betrieb 2 Evaluierbehälter erfordert und das Vacuum in den recht großen Behältern laufend auf- und abgebaut werden muß. Der Energieaufwand und Platzbedarf einer solchen Anlage sind deshalb sehr groß.OS 30 06 552 describes a cooling device in which 2 containers alternately filled with moistened hot old sand and placed under vacuum will. The moisture in the sand evaporates and removes the sand Heat of vaporization. A disadvantage of this method is the fact that the intermittent operation requires 2 evaluation containers and the vacuum in the right large containers must be continuously assembled and disassembled. The energy expenditure and space requirements of such a system are therefore very large.
In der P 29 52 403 wird ein Formsandmischer beschrieben, dessen Mischraum während des Mischvorganges evacuiert wird, so daß auch hier Verdampfungswärme abgeführt wird. Auch bei diesem Verfahren ist das Verhältnis von Evacuiervolumen zur Sandmenge sehr ungünstig, denn auch hier muß das Vacuum bei jedem Mischzyklus auf- und abgebaut werden. Der normale Mischzyklus muß zudem erheblich verlängert werden, so daß auch hier Energie- und Investitionskosten ungünstig ausfallen.P 29 52 403 describes a molding sand mixer whose mixing space is evacuated during the mixing process, so that heat of vaporization is also present here is dissipated. The ratio of evacuation volume is also in this method very unfavorable to the amount of sand, because here too the vacuum must be with everyone Mixing cycle can be set up and taken down. The normal mixing cycle must also be significantly extended, so that energy and investment costs are also here turn out unfavorable.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung, die die vorstehenden Nachteile vermeidet und damit preisgünstig sowie platz- und energiesparend ist.The object of the present invention is to create a device which Avoids the above disadvantages and thus inexpensive and space and is energy saving.
Erfindungsgemäß wird dazu eine Misch- und Fördereinrichtung vorgeschlagen. Der heiße Sand wird nach Bedarf befeuchtet und kontinuierlich durch das Gerät gefördert. Durch den Mischeffekt der Förderschnecken wird das zugegebene Wasser intensiv mit dem Sand vermischt. Die Misch- und Fördereinrichtung ist ständig unter Vacuum. Das Wasser verdampft und entzieht dem Sand die Verdampfungswärme. Der Dampf wird abgesaugt und kondensiert. Das entstehende Wasser wird rückgekühlt und wieder zur Befeuchtung des Sandes verwendet. Zur Aufrecht erhaltung des Vacuums in der Misch- und Fördereinrichtung sind ihr Zwei-Kammer- Schleusen vor- und nachgeschaltet.According to the invention, a mixing and conveying device is proposed. Of the hot sand is moistened as needed and continuously through the device promoted. The added water becomes due to the mixing effect of the screw conveyors mixed intensively with the sand. The mixing and conveying device is constantly under Vacuum. The water evaporates and extracts the heat of vaporization from the sand. The steam is sucked off and condensed. The resulting water will recooled and used again to moisten the sand. For upright Maintaining the vacuum in the mixing and conveying device is your two-chamber Locks upstream and downstream.
In der Fig. 1 sind Verfahren und Vorrichtung in einer beispielsweisen Ausführung dargestelltIn the FIG. 1 process and apparatus are shown in an exemplary embodiment
Von einem Förderband 1 gelangt der heiße Sand 2 in die Schleuse 3. Eine luftdicht abschließende motorisch betriebene Umschaltklappe 3.1 leitet den Sand in die linke Schleusenkammer 3.2, die durch eine ebenfalls motorisch betriebene und luftdicht schließende Klappe 3.6 unten geschlossen ist. Wenn die Füllung soweit angestiegen ist, daß die Sonde 3.4 erreicht ist, schließt automatisch die Klappe 3.7. Jetzt öffnet für einige Sekunden das Druckausgleichventil 25.1. Unmittelbar danach wird die Klappe 3.1 automatisch nach links geschwenkt, so daß nunmehr die rechte Kammer 3.3 gefüllt wird. Nach dem Umschalten der Klappe 3.1 wird die untere Klappe 3.6 geöffnet, so daß der Sand aus der Kammer 3.2 in die Misch- und Fördereinrichtung 4 und damit in den evacuierten Raum gelangt. Wenn die rechte Kammer 3.3 durch Ansprechen der Sonde 3.5 anzeigt, daß sie gefüllt ist, schließt zunächst die untere Klappe 3.6, dann öffnet kurz das Druckausgleichventil 25 und die Klappe 3.1 schwenkt wieder in die rechte Position, so daß jetzt wieder die linke Kammer 3.2 gefüllt und gleichzeitig die rechte 3.3 nach unten entleert wird.The hot sand 2 reaches the lock 3 from a conveyor belt 1 . An airtight motor-operated switch flap 3.1 guides the sand into the left lock chamber 3.2 , which is closed at the bottom by a motor-operated flap 3.6 that closes airtight. When the filling has risen so far that the probe 3.4 is reached, the flap 3.7 closes automatically. Now the pressure compensation valve 25.1 opens for a few seconds. Immediately afterwards, the flap 3.1 is automatically pivoted to the left, so that the right chamber 3.3 is now filled. After switching the flap 3.1 , the lower flap 3.6 is opened so that the sand from the chamber 3.2 reaches the mixing and conveying device 4 and thus the evacuated room. If the right chamber 3.3 indicates by responding to the probe 3.5 that it is filled, the lower flap 3.6 closes first, then the pressure compensation valve 25 opens briefly and the flap 3.1 swivels back into the right position, so that the left chamber 3.2 is now filled again and at the same time the right 3.3 is emptied down.
Durch den vorbeschriebenen ständig sich wiederholenden automatischen Ablauf der Zwei-Kammer-Schleuse gelangt der heiße Sand in die evacuierte Misch- und Fördereinrichtung 4, wobei - als besonderes Merkmal der vorliegenden Erfindung - in dieser das Vacuum ständig aufrecht erhalten wird.Due to the above-described, constantly repeating, automatic process of the two-chamber lock, the hot sand reaches the evacuated mixing and conveying device 4 , whereby - as a special feature of the present invention - the vacuum is constantly maintained therein.
Die Misch- und Kühleinrichtung 4 besteht beispielsweise aus einem rohrförmigen Gehäuse 5, in dessen Mittelachse eine von einem Motor 6 angetriebene Welle 7 rotiert, die mit überwiegend in Förderrichtung geneigten Schauflen 8 bestückt ist. Im Einlaufstutzen 9 sind Sonden zur Erfassung der Temperatur 10 und der Restfeuchte des Sandes 11 angeordnet. Temperatur und Restfeuchte werden in einem Rechner ausgewertet und dessen Ergebnis zur Steuerung des Regelventils 12 für die Wasserzufuhr 13 verwendet.The mixing and cooling device 4 consists, for example, of a tubular housing 5 , in the central axis of which rotates a shaft 7 driven by a motor 6 , which is equipped with blades 8 which are predominantly inclined in the conveying direction. Probes for detecting the temperature 10 and the residual moisture of the sand 11 are arranged in the inlet connection 9 . The temperature and residual moisture are evaluated in a computer and the result thereof is used to control the control valve 12 for the water supply 13 .
Der durch den Unterdruck entstehende Wasserdampf wird durch den Absaugstutzen 14 in den Kondensator 15 gesaugt, der ständig durch eine Vacuum-Pumpe 16 auf einem Unterdruck von 10-15 Torr gehalten wird. Das Kondenswasser 17 wird mit einer Umwälzpumpe 18 durch einen Kühler 19 teilweise in den Kondensator zurückgegeben und teilweise zur Befeuchtung des Sandes benutzt. Eine Niveau- Sonde 20 kontrolliert den Wasserstand 17. Regelventile 12 und 21 steuern die jeweils erforderliche Wassermenge, teils im Umlauf, teils mit Frischwasserzufuhr aus dem Netz.The water vapor generated by the vacuum is sucked through the suction nozzle 14 into the condenser 15 , which is constantly kept at a vacuum of 10-15 Torr by a vacuum pump 16 . The condensed water 17 is partly returned to the condenser with a circulating pump 18 through a cooler 19 and partly used to moisten the sand. A level probe 20 controls the water level 17 . Control valves 12 and 21 control the amount of water required, partly in circulation, partly with fresh water supply from the network.
Am Ende des Förderrohres 5 befindet sich der Auslaufstutzen 22, an dem eine zweite Zwei-Kammer-Schleuse 23 luftdicht angeschlossen ist. Diese Schleuse 23 ist baugleich mit der Schleuse 3 am Einlaufstutzen 9.At the end of the delivery pipe 5 there is the outlet connection 22 , to which a second two-chamber lock 23 is connected in an airtight manner. This lock 23 is identical in construction to the lock 3 on the inlet connection 9 .
Der gekühlte Sand fällt in die linke Kammer 23.2 während die rechte Kammer 23.3 durch die untere Klappe 23.7 auf ein Förderband 24 entleert wird. Wird die Sonde 23.4 vom Sand erreicht, schließt die untere Klappe 23.7, das Druckausgleichventil 26 öffnet für einige Sekunden und die Umschlagklappe 23.1 schwenkt nach links, so daß jetzt die rechte Kammer 23.3 gefüllt wird. Sodann öffnet zunächst das Druckausgleichventil 26.1 und sodann die untere Klappe 23.6, so daß der Sand auf das Förderband 24 fällt. Auch diese Schleuse arbeitet im ständige Wechsel vollautomatisch. The cooled sand falls into the left chamber 23.2, while the right chamber 23.3 is emptied onto a conveyor belt 24 through the lower flap 23.7 . If the sand reaches probe 23.4 , the lower flap 23.7 closes, the pressure compensation valve 26 opens for a few seconds and the flap 23.1 swings to the left, so that the right chamber 23.3 is now filled. Then the pressure compensation valve 26.1 first opens and then the lower flap 23.6 so that the sand falls onto the conveyor belt 24 . This lock also works fully automatically in constant change.
Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebene Ausführung. Sie berücksichtigt u. a. auch eine Ausführung gem. Fig. 2, bei der 2 Misch- und Fördereinrichtungen vorgesehen sind. In der ersten Misch- und Fördereinrichtung 27 wird der heiße Sand befeuchtet und homogenisiert und gelangt so durch die Zwei- Kammer-Schleuse 3 in die zweite Misch- und Fördereinrichtung 28, die in der vorbeschriebenen Weise ständig unter Vacuum steht. Die Verdampfungswärme wird in der beschriebenen Weise dem Kondensator 15 zugeführt, das Kondenswasser im Kühler rückgekühlt und wiederverwendet.The present invention is not limited to the embodiment described. It also takes into account an execution acc. Fig. 2, in which 2 mixing and conveying devices are provided. In the first mixing and conveying device 27 , the hot sand is moistened and homogenized and thus passes through the two-chamber lock 3 into the second mixing and conveying device 28 , which is constantly under vacuum in the manner described above. The heat of vaporization is fed to the condenser 15 in the manner described, the condensed water is recooled in the cooler and reused.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich aus durchThe method according to the invention is characterized by
- 1. bedarfsgerechte Befeuchtung1. Humidification as required
- 2. intensives Homogenisieren des ungleichmäßig erhitzten Sandes mit dem Wasser2. Intensive homogenization of the unevenly heated sand with the water
- 3. geringes Totvolumen der zu evacuierenden Räume3. low dead volume of the rooms to be evacuated
- 4. geringen Energieverbrauch4. low energy consumption
- 5. geringen Platzbedarf5. small space requirement
- 6. gleichmäßige Temperatur und Restfeuchte des gekühlten Sandes.6. uniform temperature and residual moisture of the cooled sand.
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8122 | Nonbinding interest in granting licences declared | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |